DE102010055414A1 - Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (1) für Kraftfahrzeuge mit einem Antriebsaggregat (2), dasüber ein Differenzialgetriebe (3) mit zwei Abtriebswellen (4, 5) wirkverbunden ist und mit einem Winkeltrieb (22),über welchen die Antriebsvorrichtung (1) mit einer Antriebswelle (23) wirkverbunden ist, wobei das Antriebsaggregat (2) einen Rotor (9) einer elektrischen Maschine (7) aufweist, welcher mit dem Differenzialgetriebe (3) wirkverbunden ist und wobei der Winkeltrieb (22) durch eine mittels der Antriebswelle (23) antreibbaren Ritzelwelle (24) und durch ein mit einem Ritzelkopf (25) der Ritzelwelle (24) im Zahneingriff stehendes Tellerrad (26) gebildet ist und dabei eine Rotationsachse (27) der Ritzelwelle (24) quer zu einer Rotationsachse (21) des Rotors (9) und des Tellerrades (26) verläuft.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem Antriebsaggregat, das über ein Differenzialgetriebe mit zwei Abtriebswellen wirkverbunden ist und mit einem Winkeltrieb, über welchen die Antriebsvorrichtung mit einer Antriebswelle wirkverbunden ist, wobei das Antriebsaggregat einen Rotor einer elektrischen Maschine aufweist, welcher mit dem Differenzialgetriebe wirkverbunden ist und wobei der Winkeltrieb durch eine mittels der Antriebswelle antreibbaren Ritzelwelle und durch ein mit einem Ritzelkopf der Ritzelwelle im Zahneingriff stehendes Tellerrad gebildet ist und dabei eine Rotationsachse der Ritzelwelle quer zu einer Rotationsachse des Rotors und des Tellerrades verläuft.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine derartige Antriebsvorrichtung ist in DE 10 2004 024 086 A1 beschrieben. Diese Antriebsvorrichtungen werden vorzugsweise in Hybridfahrzeugen zum Antrieb von Fahrzeugachsen. Die Antriebswelle ist dementsprechend die Kardanwelle oder eine Zwischenwelle zwischen einem Verteilergetriebe und der Antriebsvorrichtung in dem Achsgetriebe, an deren Ende üblicherweise der Ritzelkopf des Winkeltriebs ausgebildet ist. Für eine derartige Anordnung muss genügend Bauraum in der Umgebung der angetriebenen Achse zur Verfügung stehen, der nicht immer in jedem Fall vorhanden ist.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, mit welcher die Probleme beseitigt werden sollen, die im Zusammenhang mit beengten Bauraum in der Umgebung einer mit der Antriebsvorrichtung angetriebenen Achse auftretenden.
  • Die Aufgabe wurde gemäß der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung sieht vor, dass eine Rotationsachse der Antriebswelle und die Rotationsachse der Ritzelwelle achsparallel mit Abstand zueinander verlaufen. Eine koaxiale Übereinstimmung der Rotationsachsen des Antriebswelle und der Ritzelwelle bzw. des Ritzelkopfes ist damit nicht mehr zwingend notwendig, weil die Antriebswelle und die Ritzelwelle erfindungsgemäß getrieblich miteinander in Wirkverbindung stehen. Das Differenzial und das Antriebsaggregat können an den vorhandenen Bauraum in der Umgebung der Achse angepasst auch mit Versatz der Eingangswelle (Ritzelwelle) zur Antriebswelle angeordnet werden.
  • Eine getriebliche Wirkverbindung ist eine Leistungen übertragenden Verbindung. Beispiele dafür sind in diesem Fall Riemen- oder Kettentriebe oder, wie eine Ausgestaltung der Erfindung vorsieht, sind miteinander im Zahneingriff stehende Zahnräder. Der Achsabstand der Zahnräder entspricht dem achsparallelen Versatz zwischen der Rotationsachse der Antriebswelle und der Rotationsachse der Ritzelwelle. Eines der Zahnräder, vorzugsweise mit gerader oder schräger Stirnverzahnung, sitzt beispielsweise fest oder unter Zwischenschaltung einer Freilaufkupplung, welche auch schaltbar sein kann, direkt auf der Antriebswelle. Das andere Zahnrad ist mit einer korrespondierenden Verzahnung versehen und sitzt vorzugsweise fest oder unter Zwischenschaltung einer Freilaufkupplung auf der Ritzelwelle.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mit der getrieblichen Verbindung an der Antriebswelle anliegende Leistungsparameter wie Drehzahlen und Drehmomente zur Ritzelwelle hin unter- oder übersetzt werden können, wodurch die Kennwerte der Antriebsvorrichtung zusätzlich zu den anderen Getriebestufen beeinflussbar und die Anordnung damit variabler gestaltbar ist. So sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass ein Übersetzungsverhältnis der Zähnezahlen des zweiten Zahnrades zu dem ersten Zahnrad kleiner dem Zahlenswert 1 ist. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Übersetzungsverhältnis der Zähnezahlen des Tellerrades zu dem Ritzelkopf vor, welches größer dem Zahlenswert 1 ist.
  • Beschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. 1 ist eine stark vereinfachte und nicht maßstäbliche Darstellung.
  • Eine Antriebsvorrichtung 1 für ein ansonsten nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug ist mit einem Antriebsaggregat 2 versehen, das über ein Differenzialgetriebe 3 mit zwei Abtriebswellen 4 und 5 wirkverbunden ist. Das Antriebsaggregat 2 von einem Gehäuse 6 umgeben, in dem mindestens eine elektrische Maschine 7 und eine nicht näher beschriebene getriebliche Verbindung 8 zwischen dem Rotor 9 der elektrischen Maschine 7 und dem Differenzialgetriebe 3 aufgenommen ist.
  • Das Differenzialgetriebe 3 ist in diesem Fall ein Planetengetriebe, kann aber auch ein klassisches Kegelraddifferenzial oder eine Mischform aus Planetensätzen und Elementen des Kegelraddifferenziales sein. Das Differenzialgetriebe 3 ist aus einer Planetenstufe 10 und dem eigentlichen Differenzial 11 gebildet. Die Planetenstufe 10 sieht einen Planetenträger 12 vor, an dem drehbar ein Satz Planetenräder 13 gelagert ist. Von dem Satz Planetenräder 13 ist nur eins dargestellt. Darüber hinaus weist die Planetenstufe 10 ein Hohlrad 14 auf, das fest gegenüber der Umgebung 15, beispielsweise gegenüber einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung 1, abgestützt ist.
  • Das Differenzial 11 ist aus einem Differenzialkorb 16, welcher in diesem Fall ein weiterer Planetenträger ist, aus zwei Sätzen Planetenrädern 17 und 18 sowie aus zwei Sonnenrädern 19 und 20 gebildet. Die Planetenräder 17 sind um die eigene Achse drehbar an dem Differenzialkorb 16 drehbar gelagert, dabei steht jeweils ein Planetenrad 17 des einen Satzes mit einem Planetenrad 18 des anderen Satzes im Zahneingriff. Darüber hinaus steht jedes Planetenrad 17 des einen Satzes im Zahneingriff mit dem Sonnenrad 19 und jedes Planetenrad 18 im Zahneingriff mit dem Sonnenrad 20. Das Sonnenrad 19 ist um die Rotationsachse 21 drehfest mit der Abtriebswelle 4 gekoppelt. Die Abtriebswelle 4 ist mit einem nicht dargestellten Fahrzeugrad wirkverbunden. Das Sonnenrad 20 ist um die Rotationsachse 21 drehfest mit der Abtriebswelle 5 gekoppelt. Die Abtriebswelle 5 ist mit einem nicht dargestellten Fahrzeugrad wirkverbunden.
  • Die Antriebsvorrichtung 1 ist über einen Winkeltrieb 22 mit einer Antriebswelle 23 wirkverbunden. Der Winkeltrieb 22 weist eine mittels der Antriebswelle 23 antreibbaren Ritzelwelle 24 auf, auf welcher ein Ritzelkopf 25 sitzt. Der Ritzelkopf 25 ist ein Kegelzahnrad und steht im Zahneingriff mit der Verzahnung eines Tellerrades 26. Das Tellerrad 26 ist koaxial zur Rotationsachse 21 des Rotors 9 ausgerichtet an dem Planetenträger 12 befestigt. Die Rotationsachse 27 der Ritzelwelle verläuft quer zu der Rotationsachse 21 des Rotors 9 und des Tellerrades 26. Die Rotationsachse 28 der Antriebswelle 23 und die Rotationsachse 27 der Ritzelwelle 24 verlaufen zueinander mit Abstand und zueinander achsparallel. Die Ritzelwelle 24 ist fliegend gelagert, was heißt, dass der Ritzelkopf 25 axial einseitig von zwei axial zueinander beabstandeten Lagerstellen 29 und 30 gestützt ist. Es ist auch denkbar, dass der Ritzelkopf an seinem freien Ende zusätzlich gelagert ist, so dass dieser axial zwischen zwei Lagerstellen abgestützt ist.
  • Die Antriebswelle 23 und die Ritzelwelle 24 stehen getrieblich miteinander in Wirkverbindung. Die getriebliche Verbindung ist eine Stirnradstufe aus zwei Zahnrädern 32 und 33. Das Zahnrad 32 ist mit der Antriebswelle 23 drehfest verbunden und das andere Zahnrad 33 sitzt fest an der Ritzelwelle 24. Bezugszeichen
    1 Antriebsvorrichtung 21 Rotationsachse
    2 Antriebsaggregat 22 Winkeltrieb
    3 Differenzialgetriebe 23 Antriebswelle
    4 Abtriebswelle 24 Ritzelwelle
    5 Abtriebswelle 25 Ritzelkopf
    6 Gehäuse 26 Tellerrad
    7 elektrische Maschine 27 Rotationsachse
    8 getriebliche Verbindung 28 Rotationsachse
    9 Rotor 29 Lagerstelle
    10 Planetenstufe 30 Lagerstelle
    11 Differenzial 31 -
    12 Planetenträger 32 Zahnrad
    13 Planetenrad 33 Zahnrad
    14 Hohlrad
    15 Umgebung
    16 Differenzialkorb
    17 Planetenrad
    18 Planetenrad
    19 Sonnenrad
    20 Sonnenrad
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004024086 A1 [0002]

Claims (5)

  1. Antriebsvorrichtung (1) für Kraftfahrzeuge mit einem Antriebsaggregat (2), das über ein Differenzialgetriebe (3) mit zwei Abtriebswellen (4, 5) wirkverbunden ist und mit einem Winkeltrieb (22), über welchen die Antriebsvorrichtung (1) mit einer Antriebswelle (23) wirkverbunden ist, wobei das Antriebsaggregat (2) einen Rotor (9) einer elektrischen Maschine (7) aufweist, welcher mit dem Differenzialgetriebe (3) wirkverbunden ist und wobei der Winkeltrieb (22) durch eine mittels der Antriebswelle (23) antreibbaren Ritzelwelle (24) und durch ein mit einem Ritzelkopf (25) der Ritzelwelle (24) im Zahneingriff stehendes Tellerrad (26) gebildet ist und dabei eine Rotationsachse (27) der Ritzelwelle (24) quer zu einer Rotationsachse (21) des Rotors (9) und des Tellerrades (26) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotationsachse (28) der Antriebswelle (23) und die Rotationsachse (27) der Ritzelwelle (24) achsparallel mit Abstand zueinander verlaufen und dass die Antriebswelle (23) und die Ritzelwelle (24) getrieblich miteinander in Wirkverbindung stehen.
  2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Antriebswelle (23) antreibbares erstes Zahnrad (32) im Zahneingriff mit einem wenigstens in eine Rotationsrichtung um die Rotationsachse (27) der Ritzelwelle (24) drehfest mit der Ritzelwelle (24) gekoppelten zweiten Zahnrad (33) im Zahneingriff steht.
  3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (32) und das zweite Zahnrad (33) Stirnräder sind.
  4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übersetzungsverhältnis der Zähnezahlen des zweiten Zahnrades (33) zu dem ersten Zahnrad (32) kleiner dem Zahlenswert 1 ist.
  5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übersetzungsverhältnis der Zähnezahlen des Tellerrades (26) zu dem Ritzelkopf (25) größer dem Zahlenswert 1 ist.
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